天文觀測基礎知識演示文稿

天文觀測基礎知識演示文稿當前第1頁\共有70頁\編于星期六\23點星座與四季星空

一、星名：

1.有的根據(jù)神話故事,如牛郎星、織女星、天狼星、老人星等；

2.有的根據(jù)中國二十八星宿,如角宿一、心宿二、婁宿三、參宿四和畢宿五等；3.有的根據(jù)恒星顏色，如大火（心宿二）；

4.還有的根據(jù)所在天區(qū),如天關星、北河二、北河三、南河三、天津四、五車二和南門二。天文學當前第2頁\共有70頁\編于星期六\23點

二、星座：為了認星方便，人們用假想的線條將亮星連接起來，構成各種各樣的圖形，或人為地把星空分成若干區(qū)域，這些圖形連同它們所在的天空區(qū)域，中國稱之星官，西方叫做星座。天文學當前第3頁\共有70頁\編于星期六\23點1、中國古代把可見天空分為三垣四象二十八宿三垣：北天極及附近的三個較大天區(qū)紫微垣：（中垣）天北極周圍天區(qū)太微垣：（上垣）包括紫微垣與二十八宿之間的獅子座、后發(fā)座、室女座、獵犬座等天區(qū)。天市垣：（下垣）包括蛇夫座、巨蛇座、天鷹座、武仙座、北冕座等天區(qū)。天文學當前第4頁\共有70頁\編于星期六\23點二十八宿：黃道附近的二十八個區(qū)域四象：將二十八宿分成四組，每組七宿，分別與四個地平方位、四種顏色相匹配。東方蒼龍，青色：角、亢、氐、房、心、尾、箕；北方玄武，黑色：斗、牛、女、虛、危、室、壁；西方白虎，白色：奎、婁、胃、昴、畢、觜、參；南方朱雀，紅色：井、鬼、柳、星、張、翼、軫；二十八宿的范圍有大有小，最大的為井宿，赤經(jīng)跨度約為330，而最小的觜宿和鬼宿，僅有20

–30

。天文學當前第5頁\共有70頁\編于星期六\23點天文學當前第6頁\共有70頁\編于星期六\23點2、國際通行的星空區(qū)劃——88個星座

88個星座的確定：

1928年，國際天文聯(lián)合會正式公布了88個星座，并規(guī)定以1875年的春分點和赤道為基準的赤經(jīng)線和赤緯線作為劃分星座范圍的界限。（其中北天29個，黃道12個，南天47個。）星座大小相差懸殊，所含星數(shù)也各不相同，同一星座的星無任何物理聯(lián)系。天文學當前第7頁\共有70頁\編于星期六\23點天文學當前第8頁\共有70頁\編于星期六\23點三、四季星空天文學當前第9頁\共有70頁\編于星期六\23點天文學當前第10頁\共有70頁\編于星期六\23點

斗柄指東天下皆春斗柄指南天下皆夏斗柄指西天下皆秋斗柄指北天下皆冬天文學當前第11頁\共有70頁\編于星期六\23點1.春夜星空春天的夜晚，最引人注目的是高懸于北方天空的北斗七星（即大熊座α、β、γ、δ、ε、ζ、η），它斗柄指向東方，除ε星是3m外，其它6顆均為2m。從北斗七星出發(fā)，連接北斗星斗口的β星和α星并延長到這兩顆星距離5倍遠的地方，可找到明亮的北極星（小熊座α，星等為2m）；沿斗口的另外兩顆星δ星和γ星的聯(lián)線向西南巡去，可找到一顆白色亮星——軒轅十四(獅子座α，星等為1m)；順著斗柄的δ星、ε星、ζ星、η星所形成的曲線延伸出去，能找到一顆橙色的零等亮星——大角星（牧夫座α）；繼續(xù)南尋可找到另一顆1m亮星——角宿一（室女座α）；再繼續(xù)向西南巡去可找到由4顆小星組成的四邊形，這就是烏鴉座。這條始于斗柄、止于烏鴉座的大弧線稱為春季大曲線；由大角、角宿一和獅子座β構成的三角形稱為春季大三角。牧夫座中有5顆由3m以下的暗星組成的五邊形，加上大角星，很像一個風箏。大角星就像掛在風箏下邊的明燈。緊靠牧夫座的東偏北有7顆3m以下的暗星，它們像一個小小的半環(huán)形串珠，開口對著北方，這就是北冕座，古人把它想象成一頂王冠；其中最亮的是北冕座α星（3m）。室女座呈“土”字形，角宿一位于土字下面一橫的東段，土字的一豎同下面一橫的交點處是3m的室女座γ星，它幾乎位于天赤道上，且離秋分點很近。獅子座是春夜星空中很引人注目的角色，它像一個反寫的問號；東邊的三顆星構成一個小直角三角形，最東邊角頂上是一顆黃色的2等星——獅子座β星。烏鴉座南面是長蛇座，它的星都很暗，最亮的長蛇座α星（角宿一）是一顆2等星。此外，春夜星空中還可看到巨蟹座、天龍座等。附：四季星空特點天文學當前第12頁\共有70頁\編于星期六\23點2.夏夜星空夏日黃昏以后，北斗七星位于西北方天空，斗柄指向南方（見本書配套光盤夏季星空圖）。這個時期星空的特點是，銀河像美麗的光帶掛在天穹，從北偏東的地平線向南方延伸，明亮的織女星（天琴座α）和牛郎星（天鷹座α）在銀河兩旁含情脈脈相望?？椗歉浇?m的天琴座β星（漸臺二），它是著名的食變雙星?？拷＠尚俏鞅焙蜄|南各有一顆暗星，俗稱扁擔星，傳說那是牛郎挑著來同織女相會的一雙兒女；它們同牛郎星排成一條直線，統(tǒng)稱河鼓三星。在天琴座的東北，在銀河背景上可看到一個十字形的星座叫做天鵝座，十字的東北端那顆白色的1等星是天津四（天鵝座α），十字西南端的一顆3等星是輦道增七（天鵝座β），它是用小望遠鏡就可以分辨出的目視雙星。由銀河兩側的織女星、牛郎星和銀河之中的天津四所構成的大三角，稱夏季大三角，這是夏夜星空的重要標志。由織女星順著銀河“岸”邊向南邊巡去，可看到一顆紅色的亮星——心宿二（天蝎座α,星等為1m），它和十幾顆星組成S形曲線，這就是夏季的代表星座天蝎座，蝎尾浸沒于銀河之中。由牛郎星沿銀河南下，可找到人馬座，其中的6顆星組成南斗六星ξ星、τ星、σ星、ψ星、λ星、μ星，與西北天空的北斗七星遙遙相對。人馬座部分的銀河最為寬闊和明亮，因為人馬座方向是銀河系中心的方向。由織女星向牛郎星聯(lián)線并繼續(xù)向東南方向延伸，可找到由暗星組成的摩羯座。沿天津四與織女星的連線向西南方向巡去，可找到武仙座，武仙座以西就是由七顆小星圍成的北冕座。天文學當前第13頁\共有70頁\編于星期六\23點3.秋夜星空

秋高氣爽，天空剛剛拉上夜幕時，北斗七星橫在地平線上，斗柄指西，這時不容易看到它（見本書配套光盤秋季星空圖）。

飛馬當空，銀河斜掛，這是秋季星空的重要特征。從頭頂?shù)那锛舅倪呅伍_始，它由飛馬座α星、β星、γ星和仙女座α星構成，除飛馬座γ星為3m星外，其均為2m星，因而十分醒目。由飛馬座γ星向仙女座α星延伸，經(jīng)由仙后座β星可找到北極星；由飛馬座γ星向南延伸可找到鯨魚座β星；由飛馬座的β星向α星延伸，在南方低空可找到秋季星空唯一的一顆1m的紅色亮星北落師門（南魚座α星）；由飛馬座α向飛馬座β星延伸可找到仙王座；沿仙女座向東北方向延伸可找到英仙座，其中的大陵五（英仙座β星）是著名的食變雙星；秋季四邊形的東南面是雙魚座和很大的鯨魚座，鯨魚座ο星是一顆著名的長周期變星。仙王、仙后、仙女、英仙、飛馬和鯨魚諸星座構成王族星座，是秋季星空的主要星座。秋季四邊形的西南面是寶瓶座和摩羯座。秋季星空亮星很少，但像仙女座大星云M31這樣的深空天體雖然不太亮卻十分壯觀。天文學當前第14頁\共有70頁\編于星期六\23點4.冬夜星空在寒冷的冬天，夕陽西下后的夜空，北斗七星出現(xiàn)在東北低空，斗柄指向北方（見本書所附光盤冬季星空圖）。冬季星空中最引人注目的是高懸于南天的獵戶座。它主要由七顆亮星組成，夾在紅色亮星參宿四(獵戶座α,星等為1m)和藍白色亮星參宿七(獵戶座β星，星等為1m)之間的三星(獵戶座δ星、ε星、ζ星)被看作是獵人腰帶上的明珠；著名的獵戶座大星云就位于中間那顆明珠附近。順著三星向南偏東巡去，可找到全天最亮的天狼星(大犬座α)，它是一顆雙星。參宿四的正東另有一顆白色的亮星南河三(小犬座α星，星等為1m)。參宿四、天狼星和南河三組成冬季大三角，淡淡的銀河從中穿過。沿獵戶座三星向西北望去，可找到一顆紅色亮星——畢宿五(金牛座α星，星等為1m)以及附近的幾顆小星，它們組成畢星團；再繼續(xù)向西北巡去，可看到由6-7顆小星組成的昴星團；它們皆屬金牛座。金牛座的東北是形如五邊形的御夫座，主星五車二(御夫座α星)是1m星。順著參宿七和參宿四的聯(lián)線向東北巡去可找到雙子座，它像個矩形，其中可找到兩顆亮星：橙黃色的1m星北河三(雙子座β星)和藍白色的2m星北河二(雙子座α星)。五車二、北河三、南河三、天狼星、參宿七、畢宿五共同組成冬季大六邊形。天文學當前第15頁\共有70頁\編于星期六\23點一、天球

以任意點為球心，任意長為半徑，為研究天體的位置和運動而引進的一個與人們直觀感覺相符的假想圓球。特點：1、與直觀感覺相符的科學抽象2、天體在天球上的位置只反映天體視方向的投影3、天球上任意兩天體的距離用其角距表示4、地面上兩平行方向指向天球同一點5、任意點為球心天體的周日視運動天文學當前第16頁\共有70頁\編于星期六\23點1、天極(p、p’,)和天赤道(Q、Q’,)2、天頂(Z)天底(Z,)和真地平3、天子午圈、四方點、和卯酉圈4、黃道和黃極5、二分點和二至點天球上的基本點圈天文學當前第17頁\共有70頁\編于星期六\23點1、天極和天赤道：天極：P過天球中心做一與地球自轉軸平行的直線（天軸），它與天球相交的兩點為天極。天赤道：QQ’

過天球中心做一與天軸垂直的平面（天赤道面），它與天球相交的大圓為天赤道。天文學當前第18頁\共有70頁\編于星期六\23點2、天頂、天底和真地平：天頂：Z過天球中心做一直線與觀測點的鉛垂線平行，交天球于兩點，位于觀測者頭頂?shù)囊稽c稱天頂。天底：Z’

與天頂相對的另一交點為天底。真地平：過天球中心做一與鉛垂線垂直的平面，與天球相交的大圓為真地平。天文學當前第19頁\共有70頁\編于星期六\23點3、天子午圈、四方點、卯酉圈天子午圈：過天極和天頂?shù)拇髨A。四方點：天子午圈與真地平相交的兩點為南北點，（靠近北天極的為北點）天赤道與真地平相交的兩點為東西點。卯酉圈：過天頂和東西點所做的大圓弧。天文學當前第20頁\共有70頁\編于星期六\23點4、黃道與黃極黃道：過天球中心做一與地球公轉軌道平面平行的平面為黃道面，與天球相交的大圓為黃道。黃極：黃道所對應的兩個極點。黃赤交角：黃道與赤道的交角。ε＝230.5天文學當前第21頁\共有70頁\編于星期六\23點5、二分點、二至點二分點：黃道與天赤道的兩個交點。春分點；秋分點二至點：黃道上與二分點相距900的另兩個點。夏至點；冬至點天文學當前第22頁\共有70頁\編于星期六\23點當?shù)氐牡乩砭暥鹊扔诒睒O星的高度天文學當前第23頁\共有70頁\編于星期六\23點

在地球赤道地區(qū)看到所有天體都垂直于平面做圓運動

在中緯地區(qū)看到的天體的周日視動

在地球的南、北極地區(qū)看到所有天體都平行于地平圈做圓運動二、不同緯度處的天體視運動：

1、極區(qū)：δ＝h2、赤道地區(qū)：

3、中緯度地區(qū)：天文學當前第24頁\共有70頁\編于星期六\23點

三、永不上升與永不下落天體1、永不下落天體：永不上升天體：

2、地理緯度越高，這類天體越多：極區(qū)：各半；赤道：無永不下落天體永不上升天體天文學當前第25頁\共有70頁\編于星期六\23點天文學當前第26頁\共有70頁\編于星期六\23點

這是北天恒星周日視運動的照片。每條弧線都是一顆恒星穿過夜空的軌跡。圖(a)的暴光時間約為1小時，圖(b)約為5小時。天文學當前第27頁\共有70頁\編于星期六\23點周年視運動

地球的公轉→天體的周年視運動→太陽自西向東在黃道上每年運行一周→造成四季星空的不同。天體的周年視運動天文學當前第28頁\共有70頁\編于星期六\23點日期：3月21日~4月20日~5月21日~6月22日~7月23日~8月23日~9月23日太陽經(jīng)過：白羊座|金牛座|雙子座|巨蟹座|獅子座|室女座日期：9月23日~10月23日~11月22日~12月22日~1月20日~2月18日~3月21日太陽經(jīng)過：天秤座|天蝎座|人馬座|摩羯座|寶瓶座|雙魚座天文學當前第29頁\共有70頁\編于星期六\23點天體的視亮度和星等自古以來人們?yōu)槭煜ば强?、識別星空的亮度，習慣上把肉眼看到的星的亮度分為6等，把最亮的星定為1等，把勉強看到的暗星定為6等星。為了使星等系統(tǒng)更為精確，普森規(guī)定星等相差5等，亮度之比精確地等于100倍。后來星等的范圍也向兩端延伸了，比1等星亮的有0等星和負星等的星，比6等星更暗的有7等星、8等星。

例如：太陽是-26.7等，月亮滿月是-12.6等，木星是-2.1，天狼星是-1.4等。天文學當前第30頁\共有70頁\編于星期六\23點天球儀的使用1.天球儀的構造及校準

天球儀是一個表述各種天體坐標和演示天體視運動的天球模型。球面上標有亮星的位置、星名、國際通用的星座以及幾種天球坐標系的標志和度數(shù)。天球儀上還繪有赤道圈、赤經(jīng)圈、赤緯圈和黃道圈。天文學當前第31頁\共有70頁\編于星期六\23點星表、星圖和星圖軟件的使用1.星表星表記載著恒星的各類基本數(shù)據(jù)，如位置、星等、色指數(shù)、光譜型等。按照天體的類型，可將星表分為變星星表、星云星表、星團星表、星系星表、射電源星表和X射線源星表等。目視星表中最重要的有：

《波恩巡天星表》，HD星表，《亮星星表》，SAO星表美國海軍天文臺全天星表，《博斯星表》，《目視雙星星表》《星云星團總星表》，變星總表天文學當前第32頁\共有70頁\編于星期六\23點2.星圖將天體在天球上的視位置投影在平面上所繪成的圖就是星圖。實用星圖可以幫助我們認星、找星、熟悉天體的星等和顏色。星圖大致可分為：（1）全天星圖全天星圖按照一定的歷元，標出每顆星在天球上的視位置（用赤緯和赤徑表示）和星等（用大小不同的黑點表示），并用不同符號來表示雙星、變星等。星圖把天區(qū)按照赤經(jīng)分成24個經(jīng)區(qū)，每隔10°繪一個緯圈。一般包括有極區(qū)附近的天圖及包括不同赤徑、赤緯的分圖。

天文學當前第33頁\共有70頁\編于星期六\23點（2）星圖軟件在現(xiàn)代天文觀測中，由于計算機的廣泛使用，借助于星圖軟件，可使天文觀測變得既方便又準確，。如EZC軟件可以展示不同地區(qū)、不同時間的星空圖像、月像、大行星視運動的軌跡、以及各種天體如大行星、星系、星云等的圖像，還可以提供主要亮星的坐標、星等、方位、地平高度等參數(shù)，以及地方時間的換算。目前常用的有Skymap和EZC等星圖軟件天文學當前第34頁\共有70頁\編于星期六\23點skymap天文學當前第35頁\共有70頁\編于星期六\23點（3）活動星圖一般由兩部分組成。“固定部分”上繪有星圖，圖中心為北天極。圖上標有黃道和天赤道兩個圓圈，天赤道上標有赤經(jīng)的數(shù)值，每顆星的赤經(jīng)赤緯都可在星圖上讀出。星圖的四周標明日期，即太陽在黃道上視運行到相應位置的日期。另一部分是活動星圖的活動部分。圖的中心表示北天極，圖上橢圓切口表示當?shù)鼐暥鹊牡仄饺Γ纯梢姺秶?。圖的周圍標明一天中的24小時，將兩張圖的中心對準，就是一張活動星圖。若想觀測某日星空，可轉動活動盤，將當日的日期對準固定盤對應的時刻，橢圓切口內出現(xiàn)的星空，即為觀測時刻的星空。天文學當前第36頁\共有70頁\編于星期六\23點3.天文年歷天文年歷是天文學家運用天體力學理論推算的天文歷書，其中列有每年天體（太陽、月球、大行星和亮的恒星等）的視位置；這一年特殊天象（日食、月食、彗星、流星雨和月掩星等）發(fā)生的日期、時刻以及亮變星的變化情況等。中國紫金山天文臺每年編輯出版一本《天文年歷》，天文愛好者雜志社每年編輯出版《天文普及年歷》。天文學當前第37頁\共有70頁\編于星期六\23點附錄：附錄一全天88個星座表附錄二梅西葉天體表（梅西葉馬拉松觀測）附錄三主要亮星表四季星空圖SkyMap使用說明及軟件天文學當前第38頁\共有70頁\編于星期六\23點一、天文光學望遠鏡的性能指標

評價一架望遠鏡的好壞首先要看望遠鏡的光學性能，然后看它的機械性能的指向精度和跟蹤精度是否優(yōu)良。望遠鏡的光學性能指標，主要有六個參量:

望遠鏡有效口徑相對口徑(光力)

視場目視望遠鏡的放大率(照相望遠鏡為底片比例尺)

貫穿本領(能觀測的極限星等)

分辨本領天文光學望遠鏡天文學當前第39頁\共有70頁\編于星期六\23點1.有效口徑(D)：

有效口徑即望遠鏡的通光直徑?？趶皆酱?，其接受到的光流量越多，就能收集更多的輻射，聚光本領就越大，也就能觀測到更暗弱的天體，因此它反映了望遠鏡觀測天體的能力。因為地球大氣湍流的影響及望遠鏡對光有衍射作用，恒星的像不是點而是一個小圓斑，其星像的半徑叫作星像的視寧度直徑。在大氣寧靜度、透明度好的天文臺，星像的視寧度直徑就越小?？趶酱蟮耐h鏡和優(yōu)良的天文臺址是同等重要的。

天文學當前第40頁\共有70頁\編于星期六\23點光學望遠鏡口徑加大的歷史進程Keck天文學當前第41頁\共有70頁\編于星期六\23點

此兩幅照片曝光時間相同，但下面的照片所用望遠鏡的口徑大兩倍。天文學當前第42頁\共有70頁\編于星期六\23點2.光力

(A)：

望遠鏡的光力也叫相對口徑，即口徑D和焦距F之比，稱為光力,A=D/F。A的倒數(shù)叫焦比(F/D)。師大物理樓望遠鏡的口徑D=31cm,焦距F=3m,焦比為：F=10,則其光力A=1/10

望遠鏡若有大的光力對觀測有一定視面的天體如太陽、月亮、行星、彗星、星系和星云等是有利的，因為有視面天體像的亮度與望遠鏡的口徑平方(面積)成正比，與望遠鏡的焦距的平方成反比，即與A2

成正比。相反，對于恒星的研究，望遠鏡的口徑大、光力小（加大焦距，減弱背景光的亮度），才能觀測到更暗弱的星。天文學當前第43頁\共有70頁\編于星期六\23點3.放大率：

一架望遠鏡的放大率等于物鏡的焦距F1與目鏡的焦距F2之比，即M=F1/F2

一個望遠鏡物鏡可以配好幾個目鏡，就可以獲得不同的放大率，顯然采用短焦距的目鏡就可以獲得較大的放大率。若目鏡的焦距為4毫米,用它配在焦距800mm的物鏡后，就可獲得200倍的放大率。若用顯微目鏡，可獲得上千倍的放大率，但這樣并不好，小望遠鏡用過大的放大率，天體變得很暗，而且由于光的衍射效應，其像變得模糊。

若用探測器代替目鏡直接成像，則放大率將沒有意義，取而代之的是底片比例尺。天文學當前第44頁\共有70頁\編于星期六\23點4.視場(ω)

望遠鏡的成像良好區(qū)域所對應的天空角直徑的范圍叫望遠鏡的視場，用角度(ω°)表示。望遠鏡系統(tǒng)若像差大，視場邊上的像就很差，成像的良好區(qū)小，自然視場就小。

不同的目鏡有不同的ω’ω’為目鏡對應的角直徑，稱為目鏡視場，M為放大率。天文學當前第45頁\共有70頁\編于星期六\23點5.貫穿本領：

通過望遠鏡能看的最暗的星等為望遠鏡的貫穿本領(極限星等)。它反映了望遠鏡觀測天體的能力。對于望遠鏡目視極限星等，根據(jù)人眼極限星等約為6.5等,有下列經(jīng)驗公式：m=6.5+5lgD/d+2.5lgk(d=6mm,k=0.6)

則有：m=2.1+5logD(mm)師大物理樓望遠鏡D=310mm,m=2.1+5log310≈15(理論)

對于照相觀測或用電藕合器件CCD觀測，由于有累積效應，在一定的時間范圍內露光時間越長就能觀測到越暗的星，望遠鏡的貫穿本領也越高。天文學當前第46頁\共有70頁\編于星期六\23點

(6)分辨本領：望遠鏡的分辨本領是望遠鏡能分辨天體細節(jié)的能力，是望遠鏡很重要的性能指標。望遠鏡的分辨本領由望遠鏡能夠分辨天體上的最小角度(分辨角)來衡量。分辨角：兩天體的像剛剛能被分開時，它們所對應的天球上兩點的角距離。天文學當前第47頁\共有70頁\編于星期六\23點

物理樓望遠鏡D=310mm,則

δ″=140″/310=0.45″(理論值)

興隆2.16m望遠鏡D=2160mm,

δ″=140″/2160=0.06″(理論值)

由于地球大氣存在湍流影響加上望遠鏡的光學鏡面會有像差，所以實際的分辨本領遠低于理論值。根據(jù)光的衍射原理，分辨角由如下公式確定，

δ=1.22λ/D或δ″=0.25λ(μm)/D(m)

式中D為望遠鏡的口徑；λ為入射光的波長。若分辨角δ用角秒為單位(1弧度=206265″)，用目視望遠鏡最敏感的波長λ=555nm代入，則有：δ″=140″/D(mm)

天文學當前第48頁\共有70頁\編于星期六\23點

在良好的天文臺址條件下,望遠鏡的口徑越大,分辨本領越高,越能分辨天體的更細結構，則能觀測更暗、更多的天體。天文學當前第49頁\共有70頁\編于星期六\23點Twocomparablybrightlightsourcesbecomeprogressivelyclearerwhenviewedatfinerandfinerangularresolution.DetailbecomesclearerintheAndromedaGalaxy(M31)astheangularresolutionisimprovedsome600times,from(a)10',to(b)1',(c)5",and(d)1".

天文學當前第50頁\共有70頁\編于星期六\23點右圖為東北師大物理樓望遠鏡（31CM）拍攝的圖像左圖是10CM尋星鏡拍攝的圖象天文學當前第51頁\共有70頁\編于星期六\23點二、天文光學望遠鏡的類型

光學望遠鏡可按光學部分和機械裝置來分類。光學部分主要的是望遠鏡的物鏡和目鏡。物鏡是最核心器件，它的光學性能好壞對于天文觀測來講是致關重要的。它起著聚集光量的作用，顯示著探測天體的威力。天文學當前第52頁\共有70頁\編于星期六\23點物鏡是物鏡是透鏡的叫折射望遠鏡；反射鏡的叫反射望遠鏡；物鏡是反射鏡，它前面再加一塊改正像差的透鏡組成的望遠鏡叫折反射望遠鏡。

天文學當前第53頁\共有70頁\編于星期六\23點

1.折射望遠鏡

用透鏡作物鏡的望遠鏡。一、天文光學望遠鏡天文學當前第54頁\共有70頁\編于星期六\23點

伽利略望遠鏡光路圖

開普勒望遠鏡光路圖

天文學當前第55頁\共有70頁\編于星期六\23點

因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重，現(xiàn)代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。雙透鏡物鏡由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成，在滿足一定設計條件時，還可消去球差和彗差。由于像散等像差未得到改正，雙透鏡物鏡的相對口徑(光力)較小，一般為1/15-1/20，可用視場也不大(2°—3°)。

為了增大相對口徑和視場，可采用多透鏡物鏡組。我系原蔡司折射望遠鏡為三透鏡物鏡系統(tǒng)，相對口徑130/1950=1/15。三透鏡物鏡系統(tǒng)的相對口徑可達到1/7。天文學當前第56頁\共有70頁\編于星期六\23點

折射望遠鏡的成像質量比反射望遠鏡好，視場較大，使用方便，易于維護，中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多采用折射系統(tǒng)。

折射望遠鏡適合于測定恒星的位置、運動等以及作為導星系統(tǒng)用。

目前由于大口徑的光學玻璃易受溫度、壓力影響而變形，而且玻璃對紫外光吸收很嚴重，因此，19世紀制造的葉凱士(Yerkes)天文臺口徑

1016毫米的折射望遠鏡（A=1/19.4）成了最大的絕代折射望遠鏡。在現(xiàn)代設計新型下一代望遠鏡時已不再考慮折射望遠鏡系統(tǒng)。天文學當前第57頁\共有70頁\編于星期六\23點Yerkes天文臺40英寸折射鏡天文學當前第58頁\共有70頁\編于星期六\23點2.反射望遠鏡

用凹面反射鏡作物鏡的望遠鏡。反射望遠鏡的主要優(yōu)點是不存在色差，當物鏡采用拋物面時，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用的視場較小。反射望遠鏡可以工作在不同的焦點，就有不同形式的望遠鏡。（A）主焦點系統(tǒng):在物鏡的主焦點進行觀測叫主焦點系統(tǒng)。

天文學當前第59頁\共有70頁\編于星期六\23點(B)牛頓系統(tǒng)：在系統(tǒng)中除了物鏡外，附加了一個平面反射鏡將主鏡的焦點折出鏡外。

利用一塊與光軸成45度平面鏡作為副鏡將影像反射至鏡筒前側。這種結構最為簡單,影像反差較高,普及型望遠鏡經(jīng)常選用,通常焦比在f=4至f=8之間。天文學當前第60頁\共有70頁\編于星期六\23點(C)卡塞格林系統(tǒng)：

主鏡為拋物面鏡,副鏡為一塊雙曲面凸鏡,在主鏡焦點前將光線聚集,穿過主鏡一個圓孔而聚焦在主鏡之后。因為經(jīng)過一次反射,所以鏡筒可以縮短,比較容易放置附屬設備，但視場較小,被現(xiàn)代中大型望遠鏡普遍采用。天文學當前第61頁\共有70頁\編于星期六\23點(E)折軸(coudé)系統(tǒng)：望遠鏡的物鏡出射的光束通過一平面鏡反射到極軸方向，因為天體是繞極軸作周日視動，所以在望遠鏡跟蹤天體轉動時可以在空間固定處獲得天體的像。這可以方便在其后附加大型的終端設備，例如大型攝譜儀等。（D）R-C系統(tǒng)：主鏡是凹的旋轉雙曲面鏡，副鏡是凸的旋轉雙曲面鏡。這種系統(tǒng)有較好的像質和較大的視場。天文學當前第62頁\共有70頁\編于星期六\23點

反射望遠鏡的相對口徑可以做得較大，主焦點式反射望遠鏡的相對口徑約為1/5-1/2.5，甚至更大，加上主鏡只有一個表面需要加工，這就大大降低了造價和制造的困難，